ResumenEn los bosques tropicales secos, la dinámica de las poblaciones herbáceas están fuertemente influenciadas por la variación estacional y anual de la precipitación total. Por otra parte, los acontecimientos presentes y pasados de anomalía climática (por ejemplo, años de sequía y lluvia errática antes de la temporada de crecimiento) pueden causar reducciones drásticas de tamaño de la población, lo que lleva a la desaparición temporal de algunas especies. Por lo tanto, este estudio tiene como objetivo evaluar, durante tres años, la dinámica de Delilia biflora (Asteraceae), Commelina obliqua (Commelinaceae), Phaseolus peduncularis (Fabaceae) y Euphorbia heterophylla (Euphorbiaceae). El estudio se realizó en una zona de bosque seco tropical conocida como Caatinga, situado en la estación experimental del Instituto Agronómico de Pernambuco (IPA), en Caruaru, Pernambuco, Brasil. La Caatinga tiene un clima semiárido y fuerte variación estacional y anual de la precipitación total. Durante este estudio, hubo un evento de anomalía climática llamado la sequía de 2006 y la lluvia errática en la estación seca. El nacimiento, la muerte y la supervivencia fueron monitoreados mensualmente en 105 parcelas de 1 × 1 m. Las diferencias en densidad entre años y estaciones se evaluaron mediante la prueba de Kruskal-Wallis. El poder explicativo de la precipitación del presente y del pasado sobre la densidad se evaluó utilizando el Modelo Lineal Generalizado. En este estudio, fue el primer registro de Euphorbia heterophylla en el área de estudio. Las poblaciones estudiadas fueron mayores en los años más húmedos y durante la temporada de lluvias, y se redujeron drásticamente en el año más seco y en las estaciones secas. Commelina obliqua fue la menos sensible a la variación de la precipitación total. Con respecto a la densidad, las cuatro especies estuvieron presentes durante los tres años. Las tasas de natalidad fueron mayores durante la temporada de lluvias y las tasas de mortalidad fueron mayores en la estación seca. Lluvias esporádicas en la estación seca causado pronunciado reclutamiento de plántulas seguida de muerte y tuvo un fuerte impacto en la dinámica de D. biflora, E. heterophylla y P. peduncularis. La precipitación del año en curso explica entre el 3 % y 18 % de la variación interanual de la densidad y el poder explicativo de la precipitación del año anterior en la densidad de las poblaciones varió de 32 % a 67 %. Por lo tanto, los fenómenos climáticos del pasado también tienen una consecuencia significativa para las cuatro poblaciones. En conclusión, la drástica reducción de la precipitación total entre años podría ser un parámetro predictivo para el tamaño de la población de plantas herbáceas (en el momento presente y futuro) en una área de bosque tropical seco en el Noreste brasileño.

AbstractIn tropical dry forests, the dynamics of herbaceous populations is strongly influenced by seasonal and annual variation in total rainfall. Moreover, the present and past events of climatic anomalies (e.g. severe drought years and erratic rain before the growth season) may cause drastic reductions in population size, leading to the temporal disappearance of some species. Therefore, this three-year study aimed to assess the dynamics of Delilia biflora (Asteraceae), Commelina obliqua (Commelinaceae), Phaseolus peduncularis (Fabaceae) and Euphorbia heterophylla (Euphorbiaceae). The study was conducted in an area of tropical dry forest known as Caatinga, situated in the experimental station of the Pernambuco Agronomic Institute (IPA), in Caruaru, Pernambuco, Brazil. The Caatinga has a semiarid climate with strong seasonal and annual variation in total precipitation. During this study, there was a climatic anomaly event called the 2006 drought, and also erratic rains in the dry season. The birth, death and survival of plants were evaluated monthly using 105 plots (1 × 1 m). Differences in density between years and seasons were evaluated using the Kruskal-Wallis test. The explanatory power of present and past precipitation on density was evaluated using the General Linear Model. In this study, we present the first record of Euphorbiaheterophylla in the studied area. The studied populations were larger during the rainy seasons and in wet years, and were drastically reduced in the driest year and dry seasons. Commelina obliqua was the least sensitive to variation in total rainfall. Regarding the variation in density, all four species were present during all three years. Birth rates were higher during the rainy season, and death rates were higher in the dry season. Sporadic rain in the dry season caused pronounced seedling recruitment followed by death, and had a strong impact on the dynamics of D. biflora, E. heterophylla and P. peduncularis. The precipitation of the current year explained between 3 % - 18 % of the inter-annual density variation, and the explanatory power of the previous year precipitation on the density of populations ranged from 32 % to 67 %. Therefore, climatic events of the past also have a significant consequence over the four populations. In conclusion, drastic reduction in total precipitation between years may be considered as a predictive parameter for herbaceous plants population size (in the present and future time) in a Northeastern Brazilian tropical dry forest area. Rev. Biol. Trop. 63 (4): 903-914. Epub 2015 December 01.

RESUMO: Em condições de elevado estresse as interações entre espécies podem ser positivas. Ilhas de vegetação perene podem melhorar as condições do sub-bosque e facilitar o estabelecimento de plantas herbáceas. A hipótese deste estudo é que as ilhas de vegetação perene de uma área de caatinga abrigam uma maior riqueza, diversidade, densidade e indivíduos com maior altura e diâmetro do que os espaços abertos. O estudo foi realizado em uma área de caatinga em Petrolândia, Pernambuco, Brasil. Para o levantamento florístico e estrutural (densidade e altura e diâmetro dos indivíduos) das herbáceas, foram instaladas 27 parcelas no centro das ilhas de vegetação lenhosa, 38 na borda das ilhas (em um total de 38 ilhas) e 35 nos espaços abertos. Foram registradas 51 espécies no centro e 55 na borda das ilhas e 48 nas áreas abertas. A riqueza média das áreas abertas foi menor do que a riqueza média das ilhas. A diversidade foi maior no centro das ilhas e diminuiu na borda da ilha e nas áreas abertas. A densidade média foi menor nas áreas abertas do que nas ilhas. A densidade média na borda das ilhas foi maior do que no centro das ilhas. Não houve diferença no diâmetro médio das plantas herbáceas. A altura média dos indivíduos foi maior no centro das ilhas. Neste estudo, a riqueza de espécies, diversidade, densidade e altura da comunidade herbácea instalada nas ilhas foram maiores do que nas áreas abertas. Então, as ilhas de vegetação perene facilitam o estabelecimento das espécies herbáceas.

ABSTRACT: Under conditions of high stress, interactions between species can be positive. Islands of perennial vegetation can improve the conditions of the understory and facilitate the establishment of herbaceous plants. The hypothesis of this study is that islands of perennial vegetation in an area of caatinga harbor, a greater richness, diversity and density of herbaceous plants, and that individuals reach a greater height and diameter than in open spaces. The study was conducted in Petrolândia, Pernambuco, Brazil. Twenty-seven plots were installed in the center of the islands, 38 at the edge of the islands (in a total of 38 islands) and 35 in the open spaces. A total of 51 species were recorded in the center and 55 on the edge of the islands and 48 in the open spaces. The mean richness of the open spaces was lower than on the islands. The diversity was greater in the center of the island and became less on the edge of the island and in the open spaces. The mean density was lower in the open spaces than on the islands. The mean density at the edge of the islands was greater than in the center of the islands. There was no difference in mean diameter of herbaceous plants. The mean height of the individuals was higher in the center of the islands. The herbaceous community growing on the islands exhibited higher richness, diversity, density and height than in open spaces. Thus, islands of perennial vegetation facilitate the establishment of herbaceous species.

Las condiciones para el establecimiento de las plantas (agua, luz, nutrientes, etc.) en los fragmentos preservados se diferencian de las encontradas en áreas perturbadas. En ambientes secos, la cubierta herbácea predomina en la recolonización de áreas despejadas y puede actuar como un buen grupo biológico para evaluar los impactos de los cambios de la heterogeneidad de hábitats en el proceso de resiliencia de los bosques secos. Ante de esto, el objetivo fue evaluar si la regeneración natural de la capa herbácea difería entre áreas preservadas y áreas de Caatinga perturbadas y describir cómo ocurre esto. El estudio se realizó en la región semiárida brasileña durante la temporada de lluvias, donde 50 parcelas de 1m² fueron establecidas, 25 de las cuales se ubicaron en el microhábitat llamado “entre dosel” y 25 en “bajo dosel”. Las especies herbáceas seleccionadas para el estudio fueron: Delilia biflora (Asteraceae), Gomphrena vaga (Amaranthaceae) y Pseudabutilon spicatum (Malvaceae), especies abundantes que se producen en ambas áreas. Todos los individuos de las poblaciones seleccionadas se contaron, marcando con números secuenciales, y se midió la altura del tallo. Las diferencias entre las zonas, y el tamaño y supervivencia entre microhábitats, se encontraron solo para las dos primeras especies. La producción de frutos fue mayor en el bosque maduro para las tres especies. El estudio llega a la conclusión de que: 1. el efecto de la existencia de microhabitates “entre dosel” y “bajo dosel” en áreas preservadas y antropogénicas depende de la especie considerada; 2. las poblaciones sensibles a la variación de la intensidad luminosa presentan diferencias en cuanto al número de individuos, la altura y la producción de frutos de las plantas; 3. la resiliencia de las zonas antropogénicas de ambientes semiáridos se puede caracterizar por la existencia de heterogeneidad espacial en cuanto a la emergencia y supervivencia de plántulas herbáceas, lo que sugiere que la regeneración de áreas perturbadas puede ocurrir en parches.

The conditions for plant establishment in mature forest are different from those found in disturbed areas. In dry environments, the herbaceous cover is the most important in the recolonization of deforested areas. It can, therefore, act as an ideal biological group for assessing how changes in habitat heterogeneity affect the resilience of dry forests. The aim of this research was to evaluate whether natural regeneration of the herbaceous stratum differed between areas of mature and secondary forest of Caatinga and to describe this process. The study took place in the Brazilian semiarid region during the rainy season 2011 (January to August), where fifty 1m² plots were set up, 25 allocated to the microhabitat established as “between canopies” and 25 to the microhabitat “under the canopy”. The herbaceous species selected for the study were Delilia biflora (Asteraceae), Gomphrena vaga (Amaranthaceae) and Pseudabutilon spicatum (Malvaceae), abundant species occurring in both areas. All individuals from the selected populations were counted, marked with sequential numbers, and the height of the stem was measured. Differences between areas, and in size and survival between microhabitats, were found only for the first two species. Fruit production was higher in the mature forest for the three species. The study concluded that: 1. The effect of the microhabitats “between canopies” and “under the canopy” in mature and secondary forest areas depends on the species considered; 2. Populations sensitive to light intensity differ in number of individuals, height and fruit production; and 3. The resilience of anthropogenic areas in semiarid environments can be characterized by the presence of spatial heterogeneity with regard to the emergence and survival of herbaceous seedlings, suggesting that the regeneration of disturbed areas may occur in patches. Rev. Biol. Trop. 63 (2): 357-368. Epub 2015 June 01.

El banco de semillas juega un papel importante en el potencial de resiliencia de las áreas antropogénicas y sufre influencia de las variaciones estacionales. La heterogeneidad espacial y temporal de los bosques influye en la riqueza y la densidad del banco de semillas del suelo, pero hay una hipótesis de que tal influencia se puede cambiar en las zonas antropogénicas, donde esperaríamos encontrar menor riqueza y densidad de semillas en relación con el banco de semillas de los bosques maduros. La riqueza y la densidad estacional de semillas del espacio vertical del suelo de un bosque joven, con 17 años de abandono de cualquier actividad agrícola, fueron evaluadas y comparadas con las un bosque maduro. El estudio se realizó en el Instituto Agronômico de Pernambuco - IPA (Estação Experimental José Nilson de Melo), situado en Caruarú, Pernambuco, Brasil, en una zona de bosque seco tropical, conocida localmente como “caatinga”. El clima local es estacional, la estación seca ocurre de septiembre a febrero y la estación de lluvias en los meses restantes. La precipitación promedio anual (series de tiempo de 30 años) es 692mm. En cada estación climática (lluviosa y seca), el banco de semillas fue muestreado en 210 parcelas de 20x20cm (105 en la hojarasca a 5cm de profundidad del suelo). La riqueza y densidad de semillas de las muestras del suelo fueron evaluadas por el método de emergencia de plántulas. El banco de semillas presentó 47 especies, con una predominancia de las herbáceas. Las variaciones estacionales de riqueza y densidad de semillas del suelo (hojarasca+suelo) no fueron significativas, pero 42 especies del bosque maduro todavía estaban ausentes en el banco de semillas del bosque joven, apesar de los 17 años de regeneración natural y de su proximidad con el bosque maduro. Aisladamente, el suelo presentó mayor riqueza y densidad de semillas que la hojarasca. La profundidad de depósito de semillas en el banco del suelo del bosque joven explicó significativamente 36% de la riqueza de especies y 16% de la densidad de semillas, con efecto significativo de interacción con la estación climática apenas sobre la riqueza de las especies, explicando más de 4% de la variación registrada. La densidad de semillas del bosque joven (1 277semillas/m²) fue más elevada que la del bosque maduro indicando, que a pesar del poco tiempo de abandono del cultivo, fue suficiente para la recuperación completa de la densidad de semillas.

Seed banks play an important role in the resilience of potential anthropogenic areas and are influenced by seasonal variation. The spatial and temporal heterogeneity of the forests influences the richness and density of the soil seed bank, but there is a hypothesis that such influence can be changed in anthropogenic areas, where we expect to find lower richness and seed density in relation to the seed bank of mature forests. The richness and seasonal density of seeds in the soil depth of a young caatinga forest, 17 years after an agricultural activity was abandoned, were evaluated and compared with those of a mature forest. The study was conducted at the Instituto Agronômico de Pernambuco - IPA (Estação Experimental José Nilson de Melo), located in Caruaru, Pernambuco, Brazil, in an area of tropical dry forest, known locally as “caatinga”. The local climate is seasonal, the dry season occurring from September to February and the rainy season concentrated in the remaining months. The average annual rainfall over time (time series of 30 years) is 692mm. In each climatic season (rainy and dry), the seed bank was sampled in 210 20x20cm plots (105 in the leaf litter and 105 at 5cm soil depth). The richness and seed density of the soil samples were evaluated by the method of seedling emergence. The seed bank had 47 species, with a predominance of herbaceous plants. Seasonal variation in richness and seed density in the soil (leaf litter + soil) was not significant, but 42 species of the mature forest were absent from the seed bank of the young forest, despite 17 years of natural regeneration and its proximity to the mature forest. On its own, the soil has greater richness and density of seeds than the leaf litter. The depth of seed deposition in the soil bank of the young forest significantly explained 36% of the species richness and 16% of the seed density, with a significant interaction effect with the climatic season only on species richness, explaining 4% of the variation recorded. The seed density of the young forest (1 277seeds/m²) was greater than that the mature forest indicating that the time abandoned had not yet been sufficient for complete recovery of plant diversity and there is no longer any seed limitation of pioneer species for regeneration of the young forest. Rev. Biol. Trop. 63 (2): 321-332. Epub 2015 June 01.